CN113433427A - 一种绝缘性能检测电路及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种绝缘性能检测电路及方法，包括：交流供电电路(S1)、直流供电电路(S2)、放电测量电路(S3)和电压测量电路(S4)，可以在被测器件(TO)两端施加合成电压，并在施加合成电压期间测量脉冲交流电流、脉冲直流电流和被测器件(TO)所在支路产生的局部放电量，滤除被测器件(TO)所在支路产生的局部放电量对脉冲交流电流和脉冲直流电流的测量值产生的干扰，判断脉冲交流电流和脉冲直流电流是否满足预设要求，以检测被测器件(TO)的绝缘性能。

Description

一种绝缘性能检测电路及方法

技术领域

本发明涉及高电压试验技术领域，尤其涉及一种绝缘性能检测电路及方法。

背景技术

随着高电压柔性直流输电技术的提高，高电压试验技术不断提高。

换流阀是高电压柔性直流电网中的关键设备，在工作时会承受交流电压叠加直流电压的过电压，发生绝缘故障，因此，换流阀在投入工程应用前应当进行绝缘试验，以检测绝缘性能是否合格。其中，试验用的换流阀通常为一个阀塔，阀塔主要包括阀支架部分和阀本体，阀本体可以由若干个阀段串联组成，每个阀段可以由若干个功率模块(每个功率模块可以等效为电容与电阻的并联)串联而成。

但是，现在还没有一种可以准确检测换流阀的绝缘性能是否合格的电路。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的绝缘性能检测电路及方法，技术方案如下：

一种绝缘性能检测电路，包括：交流供电电路(S1)、直流供电电路(S2)、放电测量电路(S3)和电压测量电路(S4)，其中：

所述交流供电电路(S1)的第一端(1)为交流电源连接端，所述交流供电电路(S1)的第二端(2)与被测器件(TO)的第一端连接；

所述直流供电电路(S2)的第一端(1)为直流电源连接端，所述直流供电电路(S2)的第二端(2)与所述被测器件(TO)的第一端连接；

所述电压测量电路(S4)分别与所述交流供电电路(S1)和直流供电电路(S2)连接，以测量交流电压、直流电压及合成电压；

所述放电测量电路(S3)包括：电流互感器(CT)、放电耦合电容(C1)、交流放电耦合装置(CD1)、直流放电耦合装置(CD2)和放电测量仪(PD)，其中：

所述电流互感器(CT)的第一感应端(1)与所述被测器件(TO)的第二端连接，所述电流互感器(CT)的感应信号输出端(3)与所述放电测量仪(PD)的第一信号输入端(1)连接；

所述放电耦合电容(C1)的第一端与所述被测器件(TO)的第一端连接；

所述交流放电耦合装置(CD1)的第一放电采集端(1)与所述放电耦合电容(C1)的第二端连接，所述交流放电耦合装置(CD1)的放电信号输出端(3)与所述放电测量仪(PD)的第二信号输入端(2)连接；

所述直流放电耦合装置(CD2)的第一放电采集端(1)与所述放电耦合电容(C1)的第二端连接，所述直流放电耦合装置(CD2)的放电信号输出端(3)与所述放电测量仪(PD)的第三信号输入端(3)连接。

可选的，所述交流供电电路(S1)包括：第一限流电阻R1和直流隔离电容(C2)，其中：

所述第一限流电阻R1的第一端为所述交流电源连接端，所述第一限流电阻R1的第二端与所述直流隔离电容(C2)的第一端连接；

所述直流隔离电容(C2)的第二端与所述被测器件(TO)的第一端连接。

可选的，所述电压测量电路(S4)包括交流电压测量电路，所述交流电压测量电路包括：电容分压器和电压测量仪，其中：

所述电容分压器的电压输入端连接于所述第一限流电阻R1与所述直流隔离电容(C2)之间，所述电容分压器的电压输出端与所述电压测量仪的第一信号输入端连接。

可选的，所述电容分压器包括：第一高压臂电容(C3)和第一低压臂电容(C4)，其中：

所述第一高压臂电容(C3)的第一端连接于所述第一限流电阻R1与所述直流隔离电容(C2)之间，所述第一高压臂电容(C3)的第二端分别与所述电压测量仪的第一信号输入端和所述第一低压臂电容(C4)的第一端连接，所述第一低压臂电容(C4)的第二端接地。

可选的，所述直流供电电路(S2)包括：第二限流电阻(R2)，其中：

所述第二限流电阻(R2)的第一端为所述直流电源连接端，所述第二限流电阻(R2)的第二端与所述被测器件(TO)的第一端连接。

可选的，所述电压测量电路(S4)包括直流电压测量电路，所述直流电压测量电路包括：电阻分压器和电压测量仪，其中：

所述电阻分压器的电压输入端与所述第二限流电阻(R2)的第二端连接，所述电阻分压器的电压输出端与所述电压测量仪的第二信号输入端连接。

可选的，所述电阻分压器包括：第一高压臂电阻(R3)和第一低压臂电阻(R4)，其中：

所述第一高压臂电阻(R3)的第一端与所述第二限流电阻(R2)的第二端连接，所述第一高压臂电阻(R3)的第二端分别与所述电压测量仪的第二信号输入端和所述第一低压臂电阻(R4)的第一端连接，所述第一低压臂电阻(R4)的第二端接地。

可选的，所述电压测量电路(S4)包括合成电压测量电路，所述合成电压测量电路包括：阻容分压器和电压测量仪，其中：

所述阻容分压器的电压输入端与所述被测器件(TO)的第一端连接，所述阻容分压器的电压输出端与所述电压测量仪的第三信号输入端连接。

可选的，所述阻容分压器包括：第二高压臂电容(C5)、第二低压臂电容(C6)、第二高压臂电阻(R5)和第二低压臂电阻(R6)，其中：

所述第二高压臂电容(C5)的第一端和所述第二高压臂电阻(R5)的第一端均与所述被测器件(TO)的第一端连接，所述第二高压臂电容(C5)的第二端分别与所述电压测量仪的第三信号输入端、所述第二低压臂电容(C6)的第一端、所述第二高压臂电阻(R5)的第二端和所述第二低压臂电阻(R6)的第一端连接，所述第二低压臂电容(C6)的第二端和所述第二低压臂电阻(R6)的第二端均接地。

一种绝缘性能检测方法，所述方法包括：

放电测量仪(PD)接收电流互感器(CT)发送的第一局部放电信号；

所述放电测量仪(PD)接收交流耦合装置(CD1)发送的第二局部放电信号；

所述放电测量仪(PD)接收直流耦合装置(CD2)发送的第三局部放电信号；

所述放电测量仪(PD)根据接收到的所述第一局部放电信号、所述第二局部放电信号和所述第三局部放电信号，确定被测器件(TO)的绝缘性能是否合格。

本发明提供的绝缘性能检测电路及方法，包括：交流供电电路S1、直流供电电路S2、放电测量电路S3和电压测量电路S4，可以在被测器件TO两端施加合成电压，并在施加合成电压期间测量脉冲交流电流、脉冲直流电流和被测器件TO所在支路产生的局部放电量，滤除被测器件TO所在支路产生的局部放电量对脉冲交流电流和脉冲直流电流的测量值产生的干扰，判断脉冲交流电流和脉冲直流电流是否满足预设要求，以检测被测器件TO的绝缘性能。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了本实施例提出的一种绝缘性能检测电路的结构示意图；

图2示出了本实施例提出的另一种绝缘性能检测电路的结构示意图；

图3示出了本实施例提出的一种绝缘性能检测方法的流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如图1所示，本实施例提出了一种绝缘性能检测电路，该绝缘性能检测电路可以包括：交流供电电路S1、直流供电电路S2、放电测量电路S3和电压测量电路S4，其中：

所述交流供电电路S1的第一端1为交流电源连接端，所述交流供电电路S1的第二端2与被测器件TO的第一端连接；

所述直流供电电路S2的第一端1为直流电源连接端，所述直流供电电路S2的第二端2与所述被测器件TO的第一端连接；

所述电压测量电路S4分别与所述交流供电电路S1和直流供电电路S2连接，以测量交流电压、直流电压及合成电压；

所述放电测量电路S3包括：电流互感器CT、放电耦合电容C1、交流放电耦合装置CD1、直流放电耦合装置CD2和放电测量仪PD，其中：

所述电流互感器CT的第一感应端1与所述被测器件TO的第二端连接，所述电流互感器CT的感应信号输出端3与所述放电测量仪PD的第一信号输入端1连接；

所述放电耦合电容C1的第一端与所述被测器件TO的第一端连接；

所述交流放电耦合装置CD1的第一放电采集端1与所述放电耦合电容C1的第二端连接，所述交流放电耦合装置CD1的放电信号输出端3与所述放电测量仪PD的第二信号输入端2连接；

所述直流放电耦合装置CD2的第一放电采集端1与所述放电耦合电容C1的第二端连接，所述直流放电耦合装置CD2的放电信号输出端3与所述放电测量仪PD的第三信号输入端3连接。

其中，交流电源AC和直流电源DC应当为无局部放电的电压源，即交流电源AC和直流电源DC产生的局部放电量应均远低于相关检测标准中规定的局部放电量，例如，检测标准要求中规定的局部放电量不超过300皮库(电荷量单位)，那么由交流电源AC和直流电源DC产生的局部放电量均需低于10皮库。

具体的，交流电源AC可以是工频试验变压器，交流电源AC产生的交流电可以通过交流供电电路S1流经被测器件TO、电流互感器CT，之后返回交流电源AC，形成闭合回路，即交流回路。

具体的，直流电源DC可以是直流电压发生器，例如倍压整流回路、半波整流回路或其他形式的直流电压发生器，直流电源DC产生的直流电可以通过直流供电电路S2流经被测器件TO、电流互感器CT，之后返回直流电源DC，形成闭合回路，即直流回路。

其中，交流电源AC的第一端1可以与交流供电电路S1的第一端1连接，直流电源DC的第一端1可以与直流供电电路S2的第一端1连接。交流电源AC的第二端2和直流电源DC的第二端2可以共同接地于O端。

其中，电流互感器CT的第二感应端2、交流放电耦合装置CD1的第二放电采集端2和直流放电耦合装置CD2的第二放电采集端2可以在交流回路和直流回路中共同接地于O端。

需要说明的是，相关检测标准对于施加在被测器件TO两端的交流电压、直流电压和合成电压三个参数的值均有相应的要求，为更准确的获得该三个参数的值，本发明设置电压测量电路S4来分别测量该三个参数的值。电压测量电路S4可以设置有三端，电压测量电路S4的第一端1可以与交流供电电路S1的第三端3连接，以测量交流电源AC施加在被测器件TO两端的交流电压；电压测量电路S4的第二端2可以连接于交流供电电路S1(或直流供电电路S2)与被测器件TO之间，以测量施加在被测器件TO两端的合成电压(即交直流合成电压)；电压测量电路S4的第三端3可以与直流供电电路S2的第二端2连接，以测量直流电源DC施加在被测器件TO两端的直流电压。

其中，交流电源AC可以通过交流供电电路S1在被测器件TO两端施加交流电压，直流电源DC可以通过直流供电电路S2在被测器件TO两端施加直流电压，在被测器件TO两端实现交流电压与直流电压的叠加，即对被测器件TO施加合成电压。其中，被测器件TO可以是换流阀的试品。

具体的，本发明可以分别控制交流电源AC和直流电源DC的输出电压，来控制施加在被测器件TO两端的交流电压和直流电压，以控制叠加在被测器件TO两端的合成电压。

具体的，本发明可以在预设时长内持续在被测器件TO的两端施加合成电压，以对被测器件TO进行绝缘性能检测。其中，本发明可以将被测器件TO两端的合成电压施加至最高试验电压并维持第一预设时长，之后将被测器件TO两端的合成电压降低至预设耐受电压并维持第二预设时长(被测器件TO的两端在承受预设耐受电压期间，即为进行耐压试验)，例如，本发明可以同时使用交流电源AC和直流电源DC，从不高于50％最高检测电压的某个值开始对被测器件TO施加电压，尽快将施加电压升高至最高检测电压并维持10秒，之后降低至预设耐受电压并维持3小时。需要说明的是，本发明对于在被测器件TO两端施加合成电压的具体过程不做限定。

具体的，本发明可以在被测器件TO两端承受预设耐受电压期间，通过测量绝缘性能检测电路中产生的脉冲交流电流和脉冲直流电流(脉冲交流电流和脉冲直流电流即为绝缘性能检测电路中产生的局部放电电流)是否超限值，来检测被测器件TO的绝缘性能是否合格。

需要说明的是，当被测器件TO为换流阀的试品时，换流阀试品的功率模块中包含的绝缘栅双极型晶体管、晶闸管与辅助控制电子电路等这些部分，在合成电压作用下可能会产生一个幅值很大且相位不固定的局部放电电流，对脉冲交流电流和脉冲直流电流的测量产生较大的干扰信号。

具体的，为滤除换流阀试品产生的对局部放电测量的干扰信号，本发明可以先行测量脉冲交流电流、脉冲直流电流以及换流阀试品所在支路的局部放电量，之后判断换流阀试品是否对脉冲交流电流和脉冲直流电流的测量产生干扰，并考虑是否滤除。

具体的，本发明通过放电测量仪PD中设置的三个信号输入端，可以接收交流放电耦合装置CD1、直流放电耦合装置CD2和电流互感器CT的输出信号，分别测量脉冲交流电流、脉冲直流电流和换流阀试品所在支路的局部放电量。

其中，电流互感器CT可以为高频电流互感器，以采集被测器件TO所在支路上的局部放电的脉冲电流，并可以经过一个前置信号放大器接入放电测量仪PD；交流放电耦合装置CD1可以采集脉冲交流电流，直流放电耦合装置CD2可以采集脉冲直流电流，该两个耦合装置均可以经前置信号放大器接入放电测量仪PD。

其中，若测量到的换流阀试品所在支路的局部放电量为0，则说明换流阀试品所在支路未产生局部放电电流，未对脉冲交流电流和脉冲直流电流的测量产生干扰；

其中，若测量到的换流阀试品所在支路的局部放电量不为0，且与测量到的脉冲交流电流不同相位，则说明换流阀试品对脉冲交流电流的测量值产生干扰，但由于无法在脉冲交流电流的测量值中消除该干扰，因此本发明不考虑滤除该干扰；若本发明测量到的换流阀试品所在支路的局部放电量不为0，且与测量到的脉冲直流电流不同相位，则说明换流阀试品对脉冲直流电流的测量值产生干扰，但无法在脉冲直流电流的测量值中消除该干扰，本发明不考虑滤除该干扰。当不考虑消除由换流阀试品所在支路的局部放电量产生的干扰时，本发明可以直接将测量到的脉冲交流电流和脉冲直流电流作为待比较值，以判断绝缘性能检测电路的局部放电量是否超限值。

其中，若测量到的换流阀试品所在支路的局部放电量不为0，且与测量到的脉冲交流电流同相位，则说明换流阀试品对脉冲交流电流的测量值产生干扰，本发明可以将测量到的脉冲交流电流的测量值减去换流阀试品所在支路的局部放电量，以滤除换流阀试品所在支路产生的局部放电电流对脉冲交流电流的测量值产生的干扰，并获得待比较的脉冲交流电流值；若本发明测量到的换流阀试品所在支路的局部放电量与测量到的脉冲直流电流同相位，则可以将测量到的脉冲直流电流值减去换流阀试品所在支路的局部放电量，以消除换流阀试品所在支路产生的局部放电电流对脉冲直流电流的测量值产生的干扰，并获得待比较的脉冲直流电流值。

具体的，本发明可以在获得待比较的脉冲交流电流值和脉冲直流电流值后，将待比较的脉冲交流电流值和脉冲直流电流值分别与预设要求的局部放电量做比较，以检测被测器件TO的绝缘性能是否合格。其中，预设要求的局部放电量可以由技术人员根据被测器件TO的性能和相关试验标准进行制定，本发明对此不做限定，例如，待比较的脉冲交流电流值在耐压试验期间的峰值应小于200皮库；待比较的脉冲直流电流值在耐压试验的最后1小时中，放电脉冲个数超过300皮库的不应超过15个/分钟，超过500皮库的不应超过7个/分钟，超过1000皮库的不应超过3个/分钟，超过2000皮库的不应超过1个/分钟。

需要说明的是，预设时长和预设要求的局部放电量可以由技术人员根据实际的被测器件TO的性能和试验标准等实际情况进行制定，本发明对此不做限定。

还需要说明的是，本发明中各器件在工作过程中均可以接地。

本实施例提出的绝缘性能检测电路，包括：交流供电电路S1、直流供电电路S2、放电测量电路S3和电压测量电路S4，所述交流供电电路S1的第一端为交流电源连接端，所述交流供电电路S1的第二端与被测器件TO的第一端连接，所述直流供电电路S2的第一端为直流电源连接端，所述直流供电电路S2的第二端与所述被测器件TO的第一端连接，所述电压测量电路S4分别与所述交流供电电路S1和直流供电电路S2连接，以测量交流电压、直流电压及合成电压，所述放电测量电路S3包括：电流互感器CT、放电耦合电容C1、交流放电耦合装置CD1、直流放电耦合装置CD2和放电测量仪PD，其中，所述电流互感器CT的第一感应端1与所述被测器件TO的第二端连接，所述电流互感器CT的感应信号输出端3与所述放电测量仪PD的第一信号输入端1连接，所述放电耦合电容C1的第一端与所述被测器件TO的第一端连接，所述交流放电耦合装置CD1的第一放电采集端1与所述放电耦合电容C1的第二端连接，所述交流放电耦合装置CD1的放电信号输出端3与所述放电测量仪PD的第二信号输入端2连接，所述直流放电耦合装置CD2的第一放电采集端1与所述放电耦合电容C1的第二端连接，所述直流放电耦合装置CD2的放电信号输出端3与所述放电测量仪PD的第三信号输入端3连接，可以在被测器件TO两端施加合成电压，并在施加合成电压期间测量脉冲交流电流、脉冲直流电流和被测器件TO所在支路产生的局部放电量，滤除被测器件TO所在支路产生的局部放电量对脉冲交流电流和脉冲直流电流的测量值产生的干扰，判断脉冲交流电流和脉冲直流电流是否满足预设要求，以检测被测器件TO的绝缘性能。

基于图1所示的绝缘性能检测电路，本实施例提出了另一种绝缘性能检测电路，如图2所示，所述交流供电电路S1可以包括：第一限流电阻R1和直流隔离电容C2，其中：

所述第一限流电阻R1的第一端为所述交流电源连接端，所述第一限流电阻R1的第二端与所述直流隔离电容C2的第一端连接；

所述直流隔离电容C2的第二端与所述被测器件TO的第一端连接。

其中，第一限流电阻R1与直流隔离电容C2的公共端可以作为图1所示交流供电电路S1的第三端3。

其中，本发明设置的第一限流电阻R1可以是兆欧级，可以限制回路电流且可以作为保护电阻。

其中，直流隔离电容C2可以隔离直流电源产生的直流电压进入交流供电电路S1。

可选的，所述电压测量电路S4可以包括交流电压测量电路，所述交流电压测量电路可以包括：电容分压器和电压测量仪，其中：

所述电容分压器的电压输入端连接于所述第一限流电阻R1与所述直流隔离电容C2之间，所述电容分压器的电压输出端与所述电压测量仪的第一信号输入端连接。

其中，电容分压器连接在交流回路中，电压测量仪可以通过电容分压器测量交流电源施加在被测器件TO两端的交流电压。

需要说明的是，本发明对于电容分压器的具体类型和内在器件组成不做限定。

可选的，所述电容分压器可以包括：第一高压臂电容C3和第一低压臂电容C4，其中：

所述第一高压臂电容C3的第一端连接于所述第一限流电阻R1与所述直流隔离电容C2之间，所述第一高压臂电容C3的第二端分别与所述电压测量仪的第一信号输入端和所述第一低压臂电容C4的第一端连接，所述第一低压臂电容C4的第二端接地。

其中，第一高压臂电容C3的第一端可以作为电容分压器的电压输入端，也可以作为图1所示电压测量电路S4的第一端1。

可选的，所述直流供电电路S2可以包括：第二限流电阻R2，其中：

所述第二限流电阻R2的第一端为所述直流电源连接端，所述第二限流电阻R2的第二端与所述被测器件TO的第一端连接。

其中，第二限流电阻R2的第二端可以作为图1所示直流供电电路S2的第二端2。

其中，本发明设置的第一限流电阻R1可以是兆欧级，可以限制回路电流且可以作为保护电阻。

可选的，所述电压测量电路S4可以包括直流电压测量电路，所述直流电压测量电路可以包括：电阻分压器和电压测量仪，其中：

所述电阻分压器的电压输入端与所述第二限流电阻R2的第二端连接，所述电阻分压器的电压输出端与所述电压测量仪的第二信号输入端连接。

其中，电阻分压器连接在直流回路中，电压测量仪可以通过电阻分压器测量直流电源DC施加在被测器件TO两端的直流电压。

具体的，本发明也可以通过电压测量仪来测量施加在被测器件TO两端的合成电压。

需要说明的是，本发明对于电阻分压器的具体类型和内在器件组成不做限定。

可选的，所述电阻分压器可以包括：第一高压臂电阻R3和第一低压臂电阻R4，其中：

所述第一高压臂电阻R3的第一端与所述第二限流电阻R2的第二端连接，所述第一高压臂电阻R3的第二端分别与所述电压测量仪的第二信号输入端和所述第一低压臂电阻R4的第一端连接，所述第一低压臂电阻R4的第二端接地。

其中，第一高压臂电阻R3的第一端可以作为电阻分压器的电压输入端，也可以作为图1所示电压测量电路S4的第三端3。

还需要说明的是，第一限流电阻R1、直流隔离电容C2和第二限流电阻R2的参数应根据具体的被测器件TO的电容量得到，参数要求可以包括：使交流电源AC与直流电源DC输出的电流在器件允许输出电流范围内；被测器件TO两端的电压不能超过器件最高运行电压。例如，当被测器件TO为±535kV或±420kV级别的换流阀试品时，若限流电阻为兆欧级别的数值、直流隔离电容C2为数十纳法(电容单位)级别的数值，则通常可以满足换流阀试品绝缘性能检测的要求，例如合成电压值、交流供电电路S1和直流供电电路S2中参与试验的器件的运行要求。

可选的，所述电压测量电路S4可以包括合成电压测量电路，所述合成电压测量电路包括：阻容分压器和电压测量仪，其中：

所述阻容分压器的电压输入端与所述被测器件TO的第一端连接，所述阻容分压器的电压输出端与所述电压测量仪的第三信号输入端连接。

其中，阻容分压器的电压输入端连接于交流供电电路S1与直流供电电路S2的公共端。

其中，电压测量仪可以通过组容分压器测量施加在被测器件TO两端的合成电压。

需要说明的是，本发明对于阻容分压器的具体类型和内在器件组成不做限定。

具体的，本发明采用的阻容分压器可以是阻容并联分压器。

可选的，所述阻容分压器可以包括：第二高压臂电容C5、第二低压臂电容C6、第二高压臂电阻R5和第二低压臂电阻R6，其中：

所述第二高压臂电容C5的第一端和所述第二高压臂电阻R5的第一端均与所述被测器件TO的第一端连接，所述第二高压臂电容C5的第二端分别与所述电压测量仪的第三信号输入端、所述第二低压臂电容C6的第一端、所述第二高压臂电阻R5的第二端和所述第二低压臂电阻R6的第一端连接，所述第二低压臂电容C6的第二端和所述第二低压臂电阻R6的第二端均接地。

其中，第二高压臂电容C5的第一端与第二高压臂电阻R5的第一端(即第二高压臂电容C5与第二高压臂电阻R5的公共端)可以作为阻容分压器的电压输入端，也可以作为图1所示电压测量电路S4的第二端2。

具体的，电压测量仪可以包括光电转换装置和数字采集系统，本发明可以经光电转换装置从第二低压臂电容C6和第二低压臂电阻R6处采集电流信号，并传输至数字采集系统，在数字采集系统处获得合成电压的波形。

其中，本发明采用阻容并联分压器测量合成电压的稳态值，可以准确测量合成电压的波形，并可以根据测量的合成电压的波形实时调节施加在被测器件TO两端的交流电压和直流电压。

可选的，测量施加在被测器件TO两端的交流电压的电压测量仪、测量施加在被测器件TO两端的直流电压的电压测量仪以及测量施加在被测器件TO两端的合成电压的电压测量仪可以是同一电压测量仪(如图2所示绝缘性能检测电路)，该电压测量仪至少设置有三个信号输入端，用于连接电容分压器、电阻分压器和阻容分压器的电压输出端。

可选的，测量施加在被测器件TO两端的交流电压的电压测量仪、测量施加在被测器件TO两端的直流电压的电压测量仪以及测量施加在被测器件TO两端的合成电压的电压测量仪也可以是不同的电压测量仪，即本发明可以设置有三台电压测量仪，分别用以测量施加在被测器件TO两端的交流电压、直流电压以及合成电压。

其中，本发明也可以设置两台测量仪，一台用以测量交流电压和直流电压，另一台用以测量合成电压，本发明对于设置的电压测量仪的数量和测量对象不做限定。

本实施例提出的绝缘性能检测电路，通过对交流供电电路S1和直流供电电路S2中器件参数的设置，可以在满足试验要求的前提下为被测器件TO实现交流电压和直流电压的叠加施加，通过电容分压器、电阻分压器、阻容分压器和电压测量仪准确测量施加在被测器件TO两端的合成电压的波形，并可以根据测量的合成电压的波形实时调节施加在被测器件TO两端的交流电压和直流电压。

与图1所示的绝缘性能检测电路对应，本实施例提出了一种绝缘性能检测方法，如图3所示，该方法包括以下步骤：

S10、放电测量仪PD接收电流互感器CT发送的第一局部放电信号；

其中，电流互感器CT可以为高频电流互感器，以采集被测器件TO所在支路上的局部放电的脉冲电流，并可以经过一个前置信号放大器接入放电测量仪PD。

S20、所述放电测量仪PD接收交流耦合装置CD1发送的第二局部放电信号；

S30、所述放电测量仪PD接收直流耦合装置CD2发送的第三局部放电信号；

需要说明的是，本发明可以在预设时长内持续在被测器件TO的两端施加合成电压，以对被测器件TO进行绝缘性能检测。其中，本发明可以将被测器件TO两端的合成电压施加至最高试验电压并维持第一预设时长，之后将被测器件TO两端的合成电压降低至预设耐受电压并维持第二预设时长(被测器件TO的两端在承受预设耐受电压期间，即为进行耐压试验)。

具体的，本发明可以在被测器件TO两端承受预设耐受电压期间，通过测量绝缘性能检测电路中产生的脉冲交流电流和脉冲直流电流(脉冲交流电流和脉冲直流电流即为绝缘性能检测电路中产生的局部放电电流)是否超限值，来检测被测器件TO的绝缘性能是否合格。

具体的，交流放电耦合装置CD1可以采集脉冲交流电流，直流放电耦合装置CD2可以采集脉冲直流电流，该两个耦合装置均可以经前置信号放大器接入放电测量仪PD。

S40、所述放电测量仪PD根据接收到的所述第一局部放电信号、所述第二局部放电信号和所述第三局部放电信号，确定被测器件TO的绝缘性能是否合格。

需要说明的是，当被测器件TO为换流阀的试品时，换流阀试品的功率模块中包含的绝缘栅双极型晶体管、晶闸管与辅助控制电子电路等这些部分，在合成电压作用下可能会产生一个幅值很大且相位不固定的局部放电电流，对脉冲交流电流和脉冲直流电流的测量产生较大的干扰信号。

具体的，为滤除换流阀试品产生的对局部放电测量的干扰信号，本发明可以先行测量脉冲交流电流、脉冲直流电流以及换流阀试品所在支路的局部放电量，之后判断换流阀试品是否对脉冲交流电流和脉冲直流电流的测量产生干扰，并考虑是否滤除。

其中，若测量到的换流阀试品所在支路的局部放电量为0，则说明换流阀试品所在支路未产生局部放电电流，未对脉冲交流电流和脉冲直流电流的测量产生干扰；

其中，若测量到的换流阀试品所在支路的局部放电量不为0，且与测量到的脉冲交流电流不同相位，则说明换流阀试品对脉冲交流电流的测量值产生干扰，但由于无法在脉冲交流电流的测量值中消除该干扰，因此本发明不考虑滤除该干扰；若本发明测量到的换流阀试品所在支路的局部放电量不为0，且与测量到的脉冲直流电流不同相位，则说明换流阀试品对脉冲直流电流的测量值产生干扰，但无法在脉冲直流电流的测量值中消除该干扰，本发明不考虑滤除该干扰。当不考虑消除由换流阀试品所在支路的局部放电量产生的干扰时，本发明可以直接将测量到的脉冲交流电流和脉冲直流电流作为待比较值，以判断绝缘性能检测电路的局部放电量是否超限值。

其中，若测量到的换流阀试品所在支路的局部放电量不为0，且与测量到的脉冲交流电流同相位，则说明换流阀试品对脉冲交流电流的测量值产生干扰，本发明可以将测量到的脉冲交流电流的测量值减去换流阀试品所在支路的局部放电量，以滤除换流阀试品所在支路产生的局部放电电流对脉冲交流电流的测量值产生的干扰，并获得待比较的脉冲交流电流值；若本发明测量到的换流阀试品所在支路的局部放电量与测量到的脉冲直流电流同相位，则可以将测量到的脉冲直流电流值减去换流阀试品所在支路的局部放电量，以消除换流阀试品所在支路产生的局部放电电流对脉冲直流电流的测量值产生的干扰，并获得待比较的脉冲直流电流值。

具体的，本发明可以在获得待比较的脉冲交流电流值和脉冲直流电流值后，将待比较的脉冲交流电流值和脉冲直流电流值分别与预设要求的局部放电量做比较，以检测被测器件TO的绝缘性能是否合格。需要说明的是，预设时长和预设要求的局部放电量可以由技术人员根据实际的被测器件TO的性能和试验标准等实际情况进行制定，本发明对此不做限定。

本实施例提出的绝缘性能检测方法，通过放电测量仪PD接收电流互感器CT发送的第一局部放电信号，所述放电测量仪PD接收交流耦合装置CD1发送的第二局部放电信号，所述放电测量仪PD接收直流耦合装置CD2发送的第三局部放电信号，所述放电测量仪PD根据接收到的所述第一局部放电信号、所述第二局部放电信号和所述第三局部放电信号，确定被测器件TO的绝缘性能是否合格，可以在被测器件TO两端施加合成电压，并在施加合成电压期间测量脉冲交流电流、脉冲直流电流和被测器件TO所在支路产生的局部放电量，滤除被测器件TO所在支路产生的局部放电量对脉冲交流电流和脉冲直流电流的测量值产生的干扰，判断脉冲交流电流和脉冲直流电流是否满足预设要求，以检测被测器件TO的绝缘性能。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种绝缘性能检测电路，其特征在于，包括：交流供电电路(S1)、直流供电电路(S2)、放电测量电路(S3)和电压测量电路(S4)，其中：

所述交流供电电路(S1)的第一端(1)为交流电源连接端，所述交流供电电路(S1)的第二端(2)与被测器件(TO)的第一端连接；

所述直流供电电路(S2)的第一端(1)为直流电源连接端，所述直流供电电路(S2)的第二端(2)与所述被测器件(TO)的第一端连接；

所述电压测量电路(S4)分别与所述交流供电电路(S1)和直流供电电路(S2)连接，以测量交流电压、直流电压及合成电压；

所述放电测量电路(S3)包括：电流互感器(CT)、放电耦合电容(C1)、交流放电耦合装置(CD1)、直流放电耦合装置(CD2)和放电测量仪(PD)，其中：

所述电流互感器(CT)的第一感应端(1)与所述被测器件(TO)的第二端连接，所述电流互感器(CT)的感应信号输出端(3)与所述放电测量仪(PD)的第一信号输入端(1)连接；

所述放电耦合电容(C1)的第一端与所述被测器件(TO)的第一端连接；

所述交流放电耦合装置(CD1)的第一放电采集端(1)与所述放电耦合电容(C1)的第二端连接，所述交流放电耦合装置(CD1)的放电信号输出端(3)与所述放电测量仪(PD)的第二信号输入端(2)连接；

所述直流放电耦合装置(CD2)的第一放电采集端(1)与所述放电耦合电容(C1)的第二端连接，所述直流放电耦合装置(CD2)的放电信号输出端(3)与所述放电测量仪(PD)的第三信号输入端(3)连接。

2.根据权利要求1所述的绝缘性能检测电路，其特征在于，所述交流供电电路(S1)包括：第一限流电阻R1和直流隔离电容(C2)，其中：

所述第一限流电阻R1的第一端为所述交流电源连接端，所述第一限流电阻R1的第二端与所述直流隔离电容(C2)的第一端连接；

所述直流隔离电容(C2)的第二端与所述被测器件(TO)的第一端连接。

3.根据权利要求2所述的绝缘性能检测电路，其特征在于，所述电压测量电路(S4)包括交流电压测量电路，所述交流电压测量电路包括：电容分压器和电压测量仪，其中：

所述电容分压器的电压输入端连接于所述第一限流电阻R1与所述直流隔离电容(C2)之间，所述电容分压器的电压输出端与所述电压测量仪的第一信号输入端连接。

4.根据权利要求3所述的绝缘性能检测电路，其特征在于，所述电容分压器包括：第一高压臂电容(C3)和第一低压臂电容(C4)，其中：

所述第一高压臂电容(C3)的第一端连接于所述第一限流电阻R1与所述直流隔离电容(C2)之间，所述第一高压臂电容(C3)的第二端分别与所述电压测量仪的第一信号输入端和所述第一低压臂电容(C4)的第一端连接，所述第一低压臂电容(C4)的第二端接地。

5.根据权利要求1所述的绝缘性能检测电路，其特征在于，所述直流供电电路(S2)包括：第二限流电阻(R2)，其中：

所述第二限流电阻(R2)的第一端为所述直流电源连接端，所述第二限流电阻(R2)的第二端与所述被测器件(TO)的第一端连接。

6.根据权利要求5所述的绝缘性能检测电路，其特征在于，所述电压测量电路(S4)包括直流电压测量电路，所述直流电压测量电路包括：电阻分压器和电压测量仪，其中：

所述电阻分压器的电压输入端与所述第二限流电阻(R2)的第二端连接，所述电阻分压器的电压输出端与所述电压测量仪的第二信号输入端连接。

7.根据权利要求6所述的绝缘性能检测电路，其特征在于，所述电阻分压器包括：第一高压臂电阻(R3)和第一低压臂电阻(R4)，其中：

所述第一高压臂电阻(R3)的第一端与所述第二限流电阻(R2)的第二端连接，所述第一高压臂电阻(R3)的第二端分别与所述电压测量仪的第二信号输入端和所述第一低压臂电阻(R4)的第一端连接，所述第一低压臂电阻(R4)的第二端接地。

8.根据权利要求1所述的绝缘性能检测电路，其特征在于，所述电压测量电路(S4)包括合成电压测量电路，所述合成电压测量电路包括：阻容分压器和电压测量仪，其中：

所述阻容分压器的电压输入端与所述被测器件(TO)的第一端连接，所述阻容分压器的电压输出端与所述电压测量仪的第三信号输入端连接。

9.根据权利要求8所述的绝缘性能检测电路，其特征在于，所述阻容分压器包括：第二高压臂电容(C5)、第二低压臂电容(C6)、第二高压臂电阻(R5)和第二低压臂电阻(R6)，其中：

所述第二高压臂电容(C5)的第一端和所述第二高压臂电阻(R5)的第一端均与所述被测器件(TO)的第一端连接，所述第二高压臂电容(C5)的第二端分别与所述电压测量仪的第三信号输入端、所述第二低压臂电容(C6)的第一端、所述第二高压臂电阻(R5)的第二端和所述第二低压臂电阻(R6)的第一端连接，所述第二低压臂电容(C6)的第二端和所述第二低压臂电阻(R6)的第二端均接地。

10.一种绝缘性能检测方法，其特征在于，应用于权利要求1至9中任一项所述的绝缘性能检测电路，所述方法包括：

放电测量仪(PD)接收电流互感器(CT)发送的第一局部放电信号；

所述放电测量仪(PD)接收交流耦合装置(CD1)发送的第二局部放电信号；

所述放电测量仪(PD)接收直流耦合装置(CD2)发送的第三局部放电信号；

所述放电测量仪(PD)根据接收到的所述第一局部放电信号、所述第二局部放电信号和所述第三局部放电信号，确定被测器件(TO)的绝缘性能是否合格。

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